(57)【要約】  四角形の領域の一方が進入口（５５）となる収容領域（２０）に収容される自走式の走行車（１２）であって、収容領域（２０）の４隅の位置を走行車（１２）の位置を基準とした相対座標で示す進入口（５５）側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、走行車（１２）と収容領域（２０）との間の距離を示す基準距離Ｌｓを取得する基準距離検出部（３５）と、走行車（１２）が収容領域（２０）に近づく際に、基準距離Ｌｓが第一補正距離N1以上の場合、第一点と第二点とに基づき走行車（１２）の移動を制御し、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１未満の場合、少なくとも第三点、および、第四点に基づき走行車（１２）の移動を制御する移動制御部（３３）とを備える。
2011013377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、
前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、
当該走行車と前記収容領域との間の距離を示す基準距離を取得する基準距離検出部と、
当該走行車が前記収容領域に近づく際に、前記基準距離が第一補正距離以上の場合、前記第一点と前記第二点とに基づき当該走行車の移動を制御し、前記基準距離が前記第一補正距離未満の場合、少なくとも前記第三点、および、前記第四点に基づき当該走行車の移動を制御する移動制御部と、
を備える走行車。
【請求項２】
前記移動制御部は、
前記基準距離が前記第一補正距離未満かつ第二補正距離以上の場合、第一点および第二点、第三点、第四点に基づき当該走行車の移動を制御し、前記基準距離が前記第二補正距離未満の場合、第三点および第四点に基づき当該走行車の移動を制御する
請求項１に記載の走行車。
【請求項３】
四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、
当該走行車に取り付けられ、当該走行車の位置を基準とした被検出物の複数箇所の相対座標を測定により取得する座標測定装置を有し、前記座標測定装置の測定結果に基づき前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、
前記第一点および前記第二点が前記座標測定装置の測定範囲内であれば、前記第一点および前記第二点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御し、第一点および第二点の少なくとも一方が前記座標測定装置の測定範囲外であれば、少なくとも第三点および第四点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御する移動制御部と
を備える走行車。
【請求項４】
前記移動制御部は、
第一点および第二点が前記座標測定装置の最大測定範囲内であって第一点および第二点の少なくとも一方が適正測定範囲外であれば、第一点および第二点、第三点、第四点に基づき当該走行車の移動を制御し、
前記第一点および前記第二点が最大測定範囲外の場合、前記第三点および前記第四点に基づき当該走行車の移動を制御する
請求項３に記載の走行車。
【請求項５】
前記収容ポイント取得手段は、
当該走行車に取り付けられ、当該走行車の位置を基準とした被検出物の複数箇所の相対座標を測定する座標測定装置を備える
請求項１または請求項２に記載の走行車。
【請求項６】
前記収容ポイント取得手段は、
前記座標測定装置から取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第一点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第二点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四点とする収容ポイント検知部を備える
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の走行車。
【請求項７】
前記収容ポイント取得手段は、
前記取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第一仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第二仮点とし、前記取得した相対座標の中から正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四仮点とする収容ポイント検出部と、
前記第一仮点と前第二仮点との距離、および、前第二仮点と前記第三仮点との距離、前記第三仮点と第四仮点との距離、前記第一仮点と第四仮点との距離の少なくとも一つと、予め記憶された収容領域の基準寸法とを比較し、合致した場合には前記第一仮点を前記第一点とし、前第二仮点を前記第二点とし、前記第三仮点を前記第三点とし、前記第四仮点を前記第四点とする収容領域識別部とを備える
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の走行車。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の走行車と、
前記走行車を収容する四角形の領域の一方が進入口となる収容領域を有する固定部と
を備えるベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部の収容領域へ自動的に移動する走行車、および、走行車が自動的に固定部に合体するベッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院や介護施設においては、患者や被介護者などは、病室などのベッドに横たわっている状態から別の場所に１日に何度も移動する。この時に、ベッドから例えば車椅子に患者や被介護者などを移乗させることは、通常、看護師や介護者などの人手により行われている。そして、この患者や被介護者などを移乗させることは、看護師や介護者などに多大な肉体的な負担を強いている。【０００３】
このような移乗作業の負担を軽減するために、ベッドの床部の一部を分離して、車椅子として利用可能なベッドが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００４】
図１４は、特許文献１にかかるベッドの概略構成を示す斜視図である。【０００５】
特許文献１に記載のベッドは、ベッドの床部である床板がベッド本体１の幅方向に３つに分割した構成で、その中央の中央部床板２を台車３と共にベッド本体１から分離して、移動用の車椅子として利用できるベッドである。この中央部床板２を台車３と共に分離して取り出す場合は、ベッド本体１に設けられた回転機構５により、中央部床板２を挟む片側の側部床板４がベッド本体１上方に移動する。【０００６】
同様に、中央部床板２を台車３と共にベッド本体１に合体させてベッド状態に戻す場合は、台車３をベッド本体１内へ走行させ、中央部床板２を所定の場所に設置する。そして、ベッド本体１上方に移動している側部床板４を、中央部床板２と水平となるまで下降回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−５１３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来のベッドは、中央部床板２および台車３をベッド本体１に合体する動作は、人手により行われている。そのために、中央部床板２をベッド本体１のフレーム６にぶつけながら、ベッド本体１に対する中央部床板２の進入位置補正や姿勢補正を行うこととなる。【０００９】
しかしながら、このような方法で中央部床板２とベッド本体１を合体させ続けると、中央部床板２、ベッド本体１は共に衝撃を受け続けて、ベッドとしての寿命が短くなる。【００１０】
そこで、本発明は、収容領域の側壁にぶつかることなく、収容領域へスムーズに進入することができる走行車およびベッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明に係る走行車は、四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、当該走行車と前記収容領域との間の距離を示す基準距離を取得する基準距離検出部と、当該走行車が前記収容領域に近づく際に、前記基準距離が第一補正距離以上の場合、前記第一点と前記第二点とに基づき当該走行車の移動を制御し、前記基準距離が前記第一補正距離未満の場合、少なくとも前記第三点、および、前記第四点に基づき当該走行車の移動を制御する移動制御部とを備えることを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る走行車は、四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、当該走行車に取り付けられ、当該走行車の位置を基準とした被検出物の複数箇所の相対座標を測定により取得する座標測定装置を有し、前記座標測定装置の測定結果に基づき前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、前記第一点および前記第二点が前記座標測定装置の測定範囲内であれば、前記第一点および前記第二点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御し、第一点および第二点の少なくとも一方が前記座標測定装置の測定範囲外であれば、少なくとも第三点および第四点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御する移動制御部とを備えることを特徴とする。【００１３】
さらに、前記収容ポイント取得手段は、前記座標測定装置から取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第一点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第二点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四点とする収容ポイント検知部を備えてもよい。【００１４】
また、前記収容ポイント取得手段は、前記取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第一仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第二仮点とし、前記取得した相対座標の中から正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四仮点とする収容ポイント検出部と、前記第一仮点と前第二仮点との距離、および、前第二仮点と前記第三仮点との距離、前記第三仮点と第四仮点との距離、前記第一仮点と第四仮点との距離の少なくとも一つと、予め記憶された収容領域の基準寸法とを比較し、合致した場合には前記第一仮点を前記第一点とし、前第二仮点を前記第二点とし、前記第三仮点を前記第三点とし、前記第四仮点を前記第四点とする収容領域識別部とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、収容領域の側壁にぶつけることなく、収容領域へ走行車をスムーズに進入させることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるベッドの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における分離した時の固定部と走行車の斜視図である。
【図３】図３は、走行車の機能構成および装置構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１における基台部の上面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１における収容領域識別部のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１における走行車と固定部の足部の上面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１における合体準備の走行車と固定部の斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１における移動制御部のフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１における基準距離Ｌｓと変数Ｓとの関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１における基台部の上面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１における合体した基台部と固定部の足部の上面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２における基台部の上面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２における移動制御部のフローチャートである。
【図１４】図１４は、従来のベッドの概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、同じ構成には同じ符号を付けて、適宜、説明を省略している。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかるベッドを示す斜視図である。
【００１９】
図２は分離した固定部と走行車とを示す斜視図である。
【００２０】
なお、理解を容易にするために、走行車１２には互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を有する座標系を設定している（図２参照）。ｘ軸とｙ軸から構成される平面は地面に対して平行な水平面とし、ｘ軸は走行車１２の前方を向いているものとする。また、この座標系は基台部１８の中心に設定される。
【００２１】
図１および図２に示すように、本実施の形態１のベッド１０は、固定部１１と走行車１２とを備えている。このベッド１０の固定部１１は、基礎部１４ａと、この基礎部１４ａを下方で支持する足部１４ｂと、側床部１５とを備えている。
【００２２】
また、このベッド１０の走行車１２は、固定部１１と分離（または合体）することができて、かつ臥床姿勢から座位姿勢へと変形することができる車椅子として機能する。さらに、走行車１２は、座部１６と右肘掛部１７ａと左肘掛部１７ｂと基台部１８とを備えている。走行車１２が固定部１１と合体してベッド１０として構成されている時には、走行車１２の座部１６および右肘掛部１７ａ，左肘掛部１７ｂは、ベッド１０の床部１３として機能する。なお、固定部１１は、図２に示すように、その中央部が一方の側面から凹む領域である収容領域２０を備えている。収容領域２０に走行車１２が収まることで、固定部１１と走行車１２とが合体してベッド１０を構成する。
【００２３】
収容領域２０は、前壁５４の中間部から奥側に向けて凹む領域であり、奥壁５１と右側壁５２と左側壁５３と進入口５５とにより囲まれた矩形の領域である。ここで、奥壁５１は、図４の点Ｃと点Ｄを結ぶ線を含む側面である。また、右側壁５２は、図４の点Ｂと点Ｄを結ぶ線を含む側面である。また、左側壁５３は、図４の点Ａと点Ｃを結ぶ線を含む側面である。また、進入口５５は、図４の点Ａと点Ｂとを結ぶ線を含む面である。
【００２４】
固定部１１と走行車１２とが合体した図１の状態の時、床部１３は、側床部１５，座部１６，右肘掛部１７ａ，左肘掛部１７ｂとで構成されている。
【００２５】
また図１，図２に示すように、右肘掛部１７ａには、ベッド１０の動作を制御できる操作パネル（リモコン）１９が配置されている。操作パネル１９は、固定部１１と走行車１２が合体している状態（図１の状態）では、床部１３（肘掛部１７）の側方に配置される。また、走行車１２が車椅子として機能している状態（図２の状態）では、操作パネル１９は、右肘掛部１７ａの上側に配置される。
【００２６】
操作パネル１９がこのように配置される構成とすることにより、介護者や被介護者などが、ベッド１０（および走行車１２）を、より容易に操作することができる。
【００２７】
すなわち、このような構成とすることにより、ベッド１０に寝ている被介護者などが、背上げや脚上げの楽な姿勢をとりつつ、操作パネル１９を操作することで容易にベッドの固定部１１から走行車１２の離脱または帰還を迅速に行うことができる。したがって、被介護者などが快適にベッド１０上で寝ることに加えて、移乗を必要とせずに安全かつ快適に図２に示す形状の走行車１２（車椅子）で移動することが可能である。このような本実施の形態１の構成により、介護者の負担の少ないベッド１０を実現することができる。さらに、ベッド１０の状態では、走行車１２（車椅子）は固定部１１と一体となっているので、ベッド１０として使用する際には、走行車１２（車椅子）の保管場所が不要である。
【００２８】
また、走行車１２（車椅子）は、走行車１２を走行させる駆動力を備えたモータなどからなる車体駆動部３１（図３参照）を有している。この車体駆動部３１により、操作パネル１９にあるジョイスティック３２を操作して、固定部１１から分離した走行車１２は、車椅子として自立走行できる。
【００２９】
さらに、走行車１２は、固定部１１から分離している図２の状態から、固定部１１の収容領域２０へ合体し、さらに、図１の状態に自動的に変形する機能を備えている。走行車１２は、自動的に固定部１１の収容領域２０に合体するために、座標測定装置３４（図３参照）を備えている。本実施の形態１の場合、走行車１２が備える座標測定装置３４は、走行車１２を基準とした固定部１１の各部分の相対的極座標データを、水平面内でレーザを走査することにより測定するものである。走行車１２は、座標測定装置３４により測定された複数の相対極座標データに基づいて、進入位置補正および姿勢補正を行いながら、収容領域２０へ自動的に進入できる。
【００３０】
なお、図２では座標測定装置３４を図示していないが、座標測定装置３４は、左肘掛部１７ｂ側の基台部１８のｙ軸方向側面に取り付けられている。
【００３１】
次に、走行車１２が行う進入位置補正および姿勢補正の方法について説明する。
【００３２】
図３は、走行車１２の機能構成および装置構成を示すブロック図である。
【００３３】
走行車１２は、基台部１８と床面との間に配置される４つの車輪４４によって支持されている。車輪４４は、走行車１２を全方位に移動可能とする機能を備えており、たとえば、オムニホイールが用いられている。また、走行車１２は、４つの車輪４４のそれぞれに駆動力を与える車体駆動部３１と、車体駆動部３１へ停止や移動や移動方向等の指示を伝えるマンマシンインターフェースであるジョイスティック３２と、進入位置補正や姿勢補正を行う自動誘導機能を備えた移動制御部３３とを有する。
【００３４】
走行車１２は、収容ポイント取得手段として、座標測定装置３４と、収容ポイント検出部３６と、収容領域識別部３７とを備えている。
【００３５】
座標測定装置３４は、走行車１２の位置を基準とした被検出物２１の複数箇所の相対座標を、測定により取得する装置である。本実施の形態１の場合、座標測定装置３４は、走行車１２の側面に取り付けられている。座標測定装置３４からレーザ光を投射し、被検出物２１で反射した光を受光することで、投射光と入射光との位相差により座標測定装置３４と被検出物２１との距離を測定することができる。また、座標測定装置３４は、レーザ光を水平面内で回転走査させることができる装置であり、入射光を受光した時（レーザ光を投射した時も同様）のレーザ光の回転角度をそのときの距離の情報と共に出力できる装置である。なお、本実施の形態１の場合、座標測定装置３４は、走行車１２の側面に取り付けられているため、少なくとも走行車１２側にはレーザ光を投射することができない。従って、座標測定装置３４の有効測定エリアは走行車１２から１８０度の範囲である。実際には、走行車１２に突出部があるため、有効測定エリアは１８０度の範囲よりも狭くなる。なお、座標測定装置３４を走行車１２の角部に取り付けた場合、有効測定エリアを例えば２７０度の範囲まで広げることができる。
【００３６】
収容ポイント検出部３６は、座標測定装置３４に得られた相対的極座標データ（例えば１２０度の最大測定範囲を１度間隔で取得したデータ）を解析することにより、収容ポイントを検出する。
【００３７】
なお、収容ポイント検出部３６で検出される収容ポイントとは、正角度の最短距離の第一仮点Ａ、負角度の最短距離の第二仮点Ｂ、正角度の最長距離の第三仮点Ｃ、負角度の最長距離の第四仮点Ｄと、極座標データの角度が０度である中心点Ｈである。これらについての詳細は、後述する。
【００３８】
なお、収容ポイント検出部３６で検出される収容ポイントを、正角度の最短距離の第一点Ｐ１、負角度の最短距離の第二点Ｐ２、第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との挟角内に存在する正角度の最長距離の第三点Ｐ３、第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との挟角内に存在する負角度の最長距離の第四点Ｐ４と、極座標データの角度が０度である中心点Ｈとすることも可能である。
【００３９】
ここで言う正角度とは、座標測定装置３４から発射されるレーザが走行車１２の側面と垂直なｙ軸を基準としてｚ軸を中心に反時計回りに回転した角度であり、負角度とはｙ軸を基準としてｚ軸を中心に時計回りに回転した角度である。なお、座標測定装置３４は基台部１８の側面に設置されており、座標測定装置３４の中心線は基台部１８のｙ軸方向と重なる。
【００４０】
収容領域識別部３７は、収容ポイント検出部３６で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄから形成される四角形の四辺が、収容領域２０を囲う四辺か否かの識別を行う処理部である。詳細は後述する。
【００４１】
また、走行車１２は、収容ポイント検出部３６で検出された収容ポイントに基づき、収容領域２０内に設定される基準ポイントＰｓと走行車１２との距離である基準距離Ｌｓを算出する基準距離検出部３５を備えている。
【００４２】
また、走行車１２は、収容領域識別部３７において被検出物が収容領域２０を囲う壁であると識別されると、点灯して操作者の指示を待つ自動誘導開始スイッチ３８を有する。この自動誘導開始スイッチ３８は操作パネル１９に配置されている。
【００４３】
また、走行車１２は、ｘｙ平面において移動する際に、前壁５４などの被検出物２１との接触を検出する近接センサ４０を備えている。
【００４４】
また、走行車１２は、ベッド１０を臥床姿勢から座位姿勢へと変形させたり、座位姿勢から臥床姿勢へ変形させる変形駆動部４１と、固定部１１と走行車１２が合体している状態から分離した状態へ変形するよう指示を出す分離スイッチ４３とを備える。この分離スイッチ４３は、自動誘導開始スイッチ３８、ジョイスティック３２と並んで操作パネル１９に配置されている。
【００４５】
次に、走行車１２が、どのような場合において、自動誘導により固定部１１との合体が可能になるかを説明する。
【００４６】
図４は、走行車の基台部および被検出物を上方から示す平面図である。
【００４７】
ここで、被検出物２１とは、収容領域識別部３７が収容領域２０識別する前の座標測定装置３４が測定する対象物であり、同図に示すように走行車１２が収容領域２０に近づいた際には、固定部１１の奥壁５１、右側壁５２、左側壁５３、前壁５４が被検出物２１となる。また、回転角度θはｙ軸を基準にｚ軸を中心に回転する角度である。
【００４８】
まず、固定部１１と走行車１２とが分離した状態から合体した状態にするために、操作者（被介護者など）は、走行車１２を収容領域２０に接近するようにジョイスティック３２を使って操作する。この時、走行車１２の座標測定装置３４（走行車１２の左側方）が、収容領域２０を向くようにする。なお、座標測定装置３４は、基台部１８のｙ軸方向の左側壁５３に取り付けられているので、走行車１２に搭乗している操作者（被介護者など）は、左側を向いて右手でジョイスティック３２を操作することが望ましい。
【００４９】
そして、車体駆動部３１は、ジョイスティック３２の操作に従い、４つの車輪４４を駆動させる。なお、車輪４４は全方位駆動可能な車輪であり、具体的にはオムニホイールを使用している。
【００５０】
ここで、基台部１８の左側壁５３に取り付けられた座標測定装置３４は、最大測定範囲（走査角度±６０度（ｙ軸方向を基準角０度とする）、有効距離４ｍ、角度分解能１度のレーザ距離センサを利用している。検出エリアとは、このレーザを走査することにより座標測定装置３４が検出できる範囲であり、座標測定装置３４は検出エリア内において、座標測定装置３４と被検出物２１との距離を測定し、その距離を測定した際の角度と共に出力している。
【００５１】
そして、走行車１２と固定部１１とを合体させるために、座標測定装置３４で測定された極座標データから、収容ポイント検出部３６で、被検出物２１の第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄを検出し、収容領域識別部３７で識別を行う。
【００５２】
なお、ここで言う被検出物２１の凹み（へこみ）とは、走行車１２が収容領域２０に近接した場合の収容領域２０である。なおここで、走行車１２は、この被検出物２１の凹みを収容領域２０であると識別する前の段階では、被検出物２１の凹みを収容領域２０として識別していない。そのため、識別前の説明では、収容領域２０と想定される領域を被検出物２１の凹みとして記載している。
【００５３】
また本実施の形態１の場合、収容ポイント検出部３６は、第三仮点Ｃと第四仮点Ｄとが、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する場合のみ検出するものとなっている。この条件によれば、第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄを用いることで、被検出物２１の凹みを検出することができるためである。
【００５４】
収容領域識別部３７は、収容ポイント検出部３６で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点より形成される四角形が収容領域２０か否かの識別を行う。
【００５５】
なお、収容領域識別部３７での識別は、座標測定装置３４で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点の極座標データより算出される４辺の寸法と、事前に登録されている収容領域２０の寸法とを比較して行う。つまり、座標測定装置３４で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄより形成される四角形が、走行車１２が合体すべき収容領域２０であるか、否かを収容領域識別部３７が判断する。
【００５６】
具体的には、座標測定装置３４の中心線Ｈの左側を正角度、右側を負角度と規定して、正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）、負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する正角度の最長距離の第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する負角度の最長距離の第四仮点Ｄの極座標データが（Ｌ４、θ４）の４点を検出して、この４点より形成される四角形の形状と予め走行車１２の記録部（図示せず）に記録された収容領域２０の形状とを比較して、所定の誤差範囲内で一致した場合に被検出物２１の凹みを収容領域２０と認識する。
【００５７】
図５は収容領域識別部３７のフローチャートであり、このフローチャートを用いて、収容領域２０の検出について説明する。
【００５８】
まず、座標測定装置３４は、検出エリアをレーザで常時高速で走査しており、被検出物２１の各部分における距離および角度を測定している。そして、この測定された極座標データから、収容ポイント検出部３６はレーザの一回走査ごとに第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点を検出する。
【００５９】
そして、収容領域識別部３７は、レーザの一回走査ごとに、収容ポイント検出部３６で検出された４点より形成される四角形の４辺を下記の式（数１）より算出する。
【００６０】
【数１】
2011013377.tif 000003
【００６１】
ここでは、上記式（数１）を用いて、四角形４辺の長さである、第一仮点Ａ−第二仮点Ｂ間の長さＬＡＢ、第三仮点Ｃ−第四仮点Ｄ間の長さＬＣＤ、第二仮点Ｂ−第三仮点Ｃ間の長さＬＢＣ、第二仮点Ｂ−第四仮点Ｄ間の長さＬＢＤを算出する（ステップＳ０１）。
【００６２】
次に、この算出された４辺とあらかじめ登録されている収容領域２０を示す基準寸法とを比較する。
【００６３】
図６は固定部１１から基礎部１４ａを取り除いた状態を示す図であり、足部１４ｂと基台部１８の上面図である。
【００６４】
座標測定装置３４は基台部１８の左側壁５３に取り付けられており、この座標測定装置３４は基台部１８の足部１４ｂまでの極座標データを測定している。
【００６５】
本実施の形態１では、収容領域２０は長方形であるため、第一点Ｐ１−第二点Ｐ２間の長さと第三点Ｐ３−第四点Ｐ４間の長さは同じであり、この長さをＬｐｄとする。
【００６６】
ここで言う、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４とは、収容領域２０の四隅の水平面内の位置を示す走行車１２を基準とする相対座標である。被検出物２１の凹みが収容領域２０と判断された状態では、第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄがそれぞれ第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４となる。ただし、以下の計算においては、収容ポイント検出部３６で検出されて収容領域２０と認識される前の収容ポイントを示す場合は、第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄを使い、収容領域２０を認識した後は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４を利用する場合がある。
【００６７】
また、本実施の形態１では、第一点Ｐ１−第三点Ｐ３間の長さと第二点Ｐ２−第四点Ｐ４間の長さは同じであり、この長さをＬｐｗとする。そして、ＬｐｄとＬｐｗとは、予め算出された上で収容領域識別部３７へ事前に登録されており、収容領域識別部３７は、ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗが下記の関係式（数２）をすべて満たすか否かを判断する。
【００６８】
０．９５≦ＬＡＢ／Ｌｐｗ≦１．０５
０．９５≦ＬＣＤ／Ｌｐｗ≦１．０５      ・・・（数２）
０．９５≦ＬＡＣ／Ｌｐｄ≦１．０５
０．９５≦ＬＢＤ／Ｌｐｄ≦１．０５
【００６９】
ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗがこの関係式（数２）を全て満たしている場合、検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点より形成される四角形が収容領域２０であると収容区間識別部３７が識別する（ステップＳ０２）。そして、走行車１２を収容領域２０へ自動誘導することが可能と判断して、自動誘導可能信号を発信し、操作パネル１９にある自動誘導開始スイッチ３８が点灯する（ステップＳ０３）。
【００７０】
なお、ここで、ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗがこの関係式（数２）を全て満たすということは、算出された４辺と収容領域２０の基準寸法を比較した結果、５％程度の誤差範囲であることを意味する。この場合、検出された４点より形成される四角形が収容領域２０であると判断するが、この判断の条件は、状況によって適宜変更することも可能である。
【００７１】
一方、ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗが上記の関係式（数２）の少なくとも一つを満たさなければ、走行車１２の自動誘導の処理を終了する。
【００７２】
なお、収容領域識別部３７は、座標測定装置３４がレーザが１回走査（一回り）するたびに、このように収容領域２０か否かの判断を行い、自動誘導が可能か否かの状態の判断を行う。
【００７３】
そして、自動誘導が可能であると判断された場合、自動誘導開始スイッチ３８が点灯する。この自動誘導開始スイッチ３８の点灯により、操作者（被介護者など）は走行車１２が自動的に固定部１１と合体できることを知り、走行車１２の合体が必要であれば自動誘導開始スイッチ３８を押す。すると、変形駆動部４１が作動して、図７に示すように座部１６の下方部が基礎部１４ａより上に持ち上がる。そして、座部１６の下方部が基礎部１４ａにぶつからない状態になったら、移動制御部３３が車体駆動部３１へ動作指令を発信し、走行車１２は、ｙ軸方向へ進入位置補正および姿勢補正を行いながら、固定部１１と合体する。この時、走行車１２に搭乗している操作者（被介護者など）は走行車１２と共に移動する。
【００７４】
次に、走行車１２が自動的に固定部１１の収容領域２０へ進入する方法について説明する。走行車１２が収容領域２０へスムーズに進入するために、走行車１２と収容領域２０との位置関係によって、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更する。
【００７５】
そのため、移動制御部３３は、基準距離検出部３５で取得された基準距離Ｌｓを取得する。ちなみに、基準距離Ｌｓとは、図６に示すように収容領域２０の奥側辺（第三点Ｐ３と第四点Ｐ４を結ぶ辺）から座標測定装置３４までの垂線を引いた時の垂線の長さである。また、この垂線と奥側辺との交点が収容領域２０の基準ポイントＰｓである。
【００７６】
そして、基準距離Ｌｓの距離によって、移動制御部３３は、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更し、収容領域２０へスムーズな進入を可能にする。
【００７７】
進入位置補正および姿勢補正の制御則の変更について、図８の移動制御部３３のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
まず、移動制御部３３は、基準距離検出部３５で取得された基準距離Ｌｓを取得する（ステップＳ１１）。ちなみに、基準距離検出部３５は、第一仮点Ａ（第一点Ｐ１）、第二仮点Ｂ（第二点Ｐ２）の極座標データおよび中心点Ｈの距離ＬＨを用いて基準距離Ｌｓを算出する。ただし、基準距離検出部３５での基準距離Ｌｓの取得はこれに限られるものではなく、第三仮点Ｃ（第三点Ｐ３）、第四仮点Ｄ（第四点Ｐ４）の極座標データおよび中心点の距離ＬＨ（図４参照）を用いて算出してもよいし、また、姿勢補正が行われることで中心線（中心点Ｈと座標測定装置３４、および基台部１８の中心を通る直線）が収容領域２０の奥側辺とほぼ垂直になるため中心線距離ＬＨを基準距離Ｌｓとしてもよい。また、第三仮点Ｃ（第三点Ｐ３）と第四仮点Ｄ（第四点Ｐ４）の間にある最短距離を基準距離Ｌｓとするなど、演算方法を任意に選択できる。
【００７９】
すなわち、基準距離Ｌｓは、収容領域２０における固定部１１と走行車１２との距離関係を示すものであればよい。また、基準ポイントＰｓは、座標測定装置３４から奥側辺に垂線を引き、この垂線と奥側辺との交点と定義したが、基準ポイントＰｓは収容領域２０の中心や重心など基準となる点であれば、他の部分であってもよい（ステップＳ１１）。
【００８０】
次に、取得された基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。第一補正距離Ｎ１の詳細は後述する。
【００８１】
基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上である場合（走行車１２と収容領域２０との距離が遠い場合）には、収容ポイント検出部３６で検出された正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）と負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）を取得する（ステップＳ１３）。
【００８２】
なお、すでに被検出物２１の凹みは収容領域２０として認識されているので、進入口側屈曲点の第一点Ｐ１は第一仮点Ａであり、収容領域２０進入口側屈曲点の第二点Ｐ２は第二仮点Ｂである。
【００８３】
走行車１２を収容領域２０へ進入させるために収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を基準に走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上である場合に、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正、姿勢補正を行う理由は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２の方が、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４よりも走行車１２との距離が短く、距離／角度データの検出精度が良いためである。
【００８４】
本実施の形態１の場合、第一補正距離Ｎ１は、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以下となった場合に、第一点Ｐ１と第二点Ｐ２とが座標測定装置３４の適正測定範囲から外れることになる距離に設定している。
【００８５】
ここで、適正測定範囲とは、座標測定装置３４により第一点Ｐ１と第二点Ｐ２を正確に測定することができる範囲である。例えば、座標測定装置３４により第一点Ｐ１と第二点Ｐ２を測定することができるぎりぎりの範囲を最大測定範囲とした場合、適正測定範囲は、最大測定範囲の３０パーセント狭い範囲である。本実施の形態の場合、最大測定範囲が１２０度であるので、適正測定範囲は８４度（±４２度）となる。
【００８６】
なお、進入位置補正とは、座標測定装置３４の位置を、収容領域２０の第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との２点を結ぶ線分の垂直２等分線上、あるいは、第三点Ｐ３と第四点Ｐ４との２点を結ぶ線分の垂直２等分線上に近づくように、基台部１８（走行車１２）の位置を補正することである。また、姿勢補正とは、図６に示す基台部１８の側面１８ａと収容領域２０の第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との２点とを結ぶ線分、あるいは、第三点Ｐ３と第四点Ｐ４との２点を結ぶ線分が、平行になるように、基台部１８（走行車１２）の姿勢を補正することである。これら２つの補正により、収容領域２０に対する基台部１８（走行車１２）の位置および姿勢の補正を行い、走行車１２の固定部１１との合体が可能になる。
【００８７】
進入位置補正および姿勢補正は、下記式（数３）にしたがって行われる。
【００８８】
【数２】
2011013377.tif 000004
【００８９】
Ｆνｘは進入位置補正を行うために基台部１８に作用させるｘ軸方向の力、Ｆνｙは進入位置補正を行うために基台部１８に作用させるｙ軸方向の力、Ｆνθは姿勢補正を行うために基台部１８に作用させるモーメントを示す。
【００９０】
ＫＡＢｘは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＣＤｘは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＡＢθは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する姿勢補正ゲイン、ＫＣＤθは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する姿勢補正ゲインである。
【００９１】
Ｓは、基準距離Ｌｓに応じて変わる変数である（図９に、基準距離Ｌｓと変数Ｓとの関係を示す）。ここでは、基準距離Ｌｓ≧第一補正距離Ｎ１なので、Ｓ＝１である。
【００９２】
そして、走行車１２と第一点Ｐ１の距離である距離Ｌ１と走行車１２と第二点Ｐ２の距離である距離Ｌ２が等しくなるように進入位置補正が行われ、また、図１０に示す距離Ｌ１ｃｏｓθ１と距離Ｌ２ｃｏｓθ２とが、等しくなるように、基台部１８の姿勢補正が行われる（ステップＳ１４）。
【００９３】
その後、走行車１２は、収容領域２０に向かって移動する。進入位置補正および姿勢補正は、座標測定装置３４が検出エリアの全体を一度走査するたびに行われる（ステップＳ１５）。
【００９４】
一方、ステップＳ１２で、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上でなかった場合は、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【００９５】
基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上である場合には、収容ポイント検出部３６で検出された正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）と負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する正角度の最長距離の第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）と第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する負角度の最長距離の第四仮点Ｄの極座標データ（Ｌ４、θ４）を取得する（ステップＳ１７）。
【００９６】
なお、被検出物２１の凹みは収容領域２０であるので、第一点Ｐ１は第一仮点Ａであり、収容領域２０の第二点Ｐ２は第二仮点Ｂ、第三点Ｐ３は第三仮点Ｃ、第四点Ｐ４は第四仮点Ｄである。
【００９７】
走行車１２を収容領域２０へ進入させるために、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）、収容領域２０の第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）および基準距離Ｌｓを用いて、基台部１８の進入位置補正および姿勢補正を行う。この時、基準距離Ｌｓに基づいて参照する点を、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２から第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に徐々に切り替えていく。
【００９８】
このように、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上、第一補正距離Ｎ１未満である場合に、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２および、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４の４点を切替ながら用いる理由は、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１より短くなると、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の適正測定範囲から外れ、正確な測定が困難となるからである。ただし、いきなり、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２から第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に切り替えると、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２までの距離と第三点Ｐ３、第四点Ｐ４までの距離の検出精度の違い（第一点Ｐ１、第二点Ｐ２の方が、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４よりも距離が短く、距離／角度データの検出精度が良い）により、基台部１８の進入位置補正および姿勢補正の大きさが不連続になり、動作が不安定になる可能性があるため、変数Ｓを用いて、徐々に補正を行うポイントを切り替えていく。
【００９９】
第二補正距離Ｎ２とは、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以下の距離となれば、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２に基づいて侵入位置補正および姿勢補正を行わなくなる距離であり、本実施の形態の場合は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の最大測定範囲外になる距離である。
【０１００】
進入位置補正および姿勢補正は、上記の式（数３）にしたがい行われる。
【０１０１】
ＫＡＢＸは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＣＤＸは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＡＢθは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する姿勢補正ゲイン、ＫＣＤθは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する姿勢補正ゲインである。
【０１０２】
Ｓは、図９に示すように基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以下、第二補正距離Ｎ２以上の間にある時、基準距離Ｌｓに比例する数値であり、基準距離Ｌｓが大きくなるとＳも大きくなり、Ｌｓが小さくなるとＳも小さくなる。
【０１０３】
そして、距離Ｌ１と距離Ｌ２とが等しくなるように、また、距離Ｌ３と距離Ｌ４とが等しくなるように、進入位置補正が行われ、また、図１０に示す距離Ｌ１ｃｏｓθ１と距離Ｌ２ｃｏｓθ２とが等しくなるように、また、距離Ｌ３ｃｏｓθ３と距離Ｌ４ｃｏｓθ４とが等しくなるように姿勢補正が行われる（ステップＳ１８）。その後、走行車１２は、収容領域２０に向かって移動する。
【０１０４】
一方、ステップＳ１６で、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上でなかった場合は、基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３以上であるか、否かを判断する（ステップＳ１９）。
【０１０５】
基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３以上であると、収容ポイント検出部３６で検出された第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）と第四仮点Ｄの極座標データ（Ｌ４、θ４）を取得する（ステップＳ２０）。
【０１０６】
なお、被検出物２１の凹みは収容領域２０であるので、第一点Ｐ１は第一仮点Ａであり、第二点Ｐ２は第二仮点Ｂ、第三点Ｐ３は第三仮点Ｃ、第四点Ｐ４は第四仮点Ｄである。
【０１０７】
進入位置補正および姿勢補正は、上記の式（数３）にしたがい行われる。
【０１０８】
ＫＣＤｘは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＣＤθは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する姿勢補正ゲインである（図９に、基準距離Ｌｓと変数Ｓとの関係を示す。）。ここではＳ＝０である。
【０１０９】
そして、距離Ｌ３と距離Ｌ４とが等しくなるように、進入位置補正が行われ、また、図１０に示す距離Ｌ３ｃｏｓθ３と距離Ｌ４ｃｏｓθ４とが等しくなるように、姿勢補正が行われる（ステップＳ２１）。
【０１１０】
基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２未満である場合に、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う理由は、確実に測定できる第三点Ｐ３、第四点Ｐ４のみで進入位置補正と姿勢補正を行うためである。これは、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２より短くなると、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の最大測定範囲から外れるため、検出できる第三点Ｐ３、第四点Ｐ４を用いて進入位置補正および姿勢補正を行うためである。
【０１１１】
一方、ステップＳ１９で基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３未満の場合は、移動制御部３３で行う進入位置補正と姿勢補正を行わずに、走行車１２を収容領域２０方向へ移動させる。
【０１１２】
第三補正距離Ｎ３とは、基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３以下の距離となれば、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に基づいて侵入位置補正および姿勢補正を行わなくなる距離であり、本実施の形態の場合は、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４が座標測定装置３４の最大測定範囲から外れる距離である。
【０１１３】
このように、基台部１８の位置補正と姿勢補正とを行わずに直進する理由は、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４が、座標測定装置３４の最大測定範囲外にあるためと、走行車１２が収容領域２０にある程度進入しており、すでに姿勢制御により走行車１２の姿勢が収容領域２０に収容されるべき姿勢にほぼなっているためである（ステップＳ１５）。
【０１１４】
そして、基準距離Ｌｓと第一補正距離Ｎ１、第二補正距離Ｎ２、第三補正距離Ｎ３とを比較しつつ、収容領域２０の方向へ走行車１２は移動する。そして、近接センサ４０から発信される信号を検出したか否かを検出する（ステップＳ２２）。
【０１１５】
そして、図１１に示すように走行車１２の近接センサ４０が収容領域２０の奥壁５１に当接すると、移動制御部３３は、位置決め信号を受信して、車体駆動部３１に走行車１２の動作を停止させる（ステップＳ２３）。
【０１１６】
ここで、近接センサ４０としては、当接により走行車１２と固定部１１との近接を検出するマイクロスイッチを例示できるが、これに限定される訳ではない。例えば、超音波や光を用いて非接触で物体の近接を検出するセンサなどでも良い。座標測定装置３４の距離情報によって、近接を検出し、座標測定装置３４を近接センサ４０として機能させても良い。
【０１１７】
そして、移動制御部３３は、変形駆動部４１に、変形信号を発信し基礎部１８より上に持ちがっていた座部１６の下方部を下げて、基礎部１８に重ねる。そして、ベッド１０に床部１３を形成する（ステップＳ２４）。
【０１１８】
一方、ステップＳ２２で位置決め信号を検出しなければ、ステップＳ１１に戻り、再度、基準距離ＬＳを取得する。
【０１１９】
この様に走行車１２は、自動誘導で固定部１１の収容領域２０に合体してベッドに変形する。この時、走行車１２は、進入位置補正および姿勢補正を行うための収容領域２０の検出ポイントを細かく切り替えながら、スムーズに進入し、固定部１１と走行車１２とを合体させることができる。
【０１２０】
最後に、近接センサ４０が収容領域２０を形成する固定部１１に接触して停止するが、近接センサ４０の先端が固定部１１に触れる程度であり、接触によって固定部１１や走行車１２が受けるダメージは非常に少ない。また、近接センサ４０が収容領域２０に接触する直前に減速を行うことにより、固定部１１、走行車１２へダメージをさらに軽減することが可能である。また、ベッド１０が合体した状態で、操作者（被介護者など）が分離スイッチ４３を押すと、固定部１１と走行車１２は分離した状態へ変形することも可能である。ベッド１０は、合体のみならず分離も行うことができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態１では、位置補正および姿勢補正するための目印となる収容領域２０の収容ポイントを取得する手段として、レーザを走査して距離情報と角度情報を取得する座標測定装置３４を用い、検出される極座標データから正角度の最短点、負角度の最短点、正角度の最長点、負角度の最長点を収容ポイントとして求めている。しかし、本発明はこれに限定される訳ではない。例えば、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に対応する位置に反射材などの目印部材を設けておき、目印部材の近傍を走行車１２に取り付けたカメラにより撮像する。そして、画像解析などにより、走行車１２に対する目印部材の相対座標を取得するものでも良い。具体的には、目印部材に赤外線ＬＥＤ等で赤外光等を照射し、その反射光を赤外線カメラ等で撮影し、最も強く光っている点を第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４として、画像解析によりその相対座標を特定してもよい。この場合、マーカからの反射光は収容領域２０の四隅であることが判明しているため、凹みが収容領域２０であるか否かの認識は不要となり、進入位置補正、姿勢補正のみが実施される。また、収容領域２０とは、長方形でなくとも台形や、平行四辺形、菱形などであっても基準寸法を事前に記憶させておくことにより本願発明を適用することができる。また、収容ポイントを示すための座標は極座標に限らず、直交座標など任意の座標を用いることができる。
【０１２２】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１と同様のベッド１０であり、走行車１２は固定部１１の収容領域２０へ誘導されて合体する。収容領域識別部３７によって、収容ポイント検出部３６で検出された４点より形成される四角形の４辺が収容領域２０であるか否かの識別が行われる方法は、実施の形態１と同じである。
【０１２３】
しかしながら、走行車１２を誘導して固定部１１の収容領域２０へ進入する方法が異なるので、以下にその詳細を説明する
図１２は、走行車１２の基台部１８と被検出物２１の上面図である。
【０１２４】
最大測定範囲φｚは、座標測定装置３４測定することができる最大の測定範囲であり、同図に示す最大測定範囲φｚの扇型をした破線は検出エリアを示す。また、適正測定範囲φｔは、最大測定範囲φｚ内に存在し、確実に被検出物の屈曲点を測定することができる範囲である（本実施の形態の場合、適正測定範囲φｔは、最大測定範囲φｚより３０％狭い領域とする。）。
【０１２５】
なお、この適正測定範囲φｔは、移動制御部３３などが走行車１２の移動速度を車体駆動部３１から取得し、走行車１２の移動速度が速い場合は大きく設定し、移動速度が遅い場合は小さく設定してもかまわない。
【０１２６】
また、図１２に示すように、座標測定装置３４の中心線は、最大測定範囲φｚ、適正測定範囲φｔの中心線でもあり、中心線の左側を正角度、右側を負角度とする。
【０１２７】
走行車１２が収容領域２０へスムーズな進入を行うために、走行車１２と収容領域２０との位置関係によって、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更する必要がある。
【０１２８】
そして、本実施の形態２では、適正測定範囲φｔを用いて、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。基準距離Ｌｓを用いて、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更する方法に比べると、座標測定装置３４で測定される角度のみで制御則を変更できるので、基準距離Ｌｓを算出する必要がなくなる。
【０１２９】
適正測定範囲φｔを用いた制御則の変更については、図１３の移動制御部３３のフローチャートを用いて説明する。
【０１３０】
まず、収容ポイント検出部３６で検出された正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）と負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）、正角度の最長距離の第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）と負角度の最長距離の第四仮点Ｄの極座標データ（Ｌ４、θ４）を取得する（ステップＳ３１）。
【０１３１】
そして、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの両方が、適正測定範囲φｔ内であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。
【０１３２】
ここで、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの両方が適正測定範囲φｔ内であると（｜θ１｜≦φｔ／２、｜θ２｜≦φｔ／２の両方の関係を満たすと）、走行車１２を収容領域２０へ進入させるために、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を基準に走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。
【０１３３】
第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う理由は、座標測定装置３４が第三点Ｐ３、第四点Ｐ４と離れており、座標測定装置３４に近い進入口の側屈曲第一点Ｐ１、Ｐ２のみで進入位置補正と姿勢補正を行った方が、誘導の精度が高いためである（ステップＳ３３）。
【０１３４】
そして、収容領域２０へ向かって移動する（ステップＳ３４）。
【０１３５】
一方、ステップＳ３２で、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの少なくとも一方が適正測定範囲φｔ内でなかった場合は、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの片方が適正測定範囲φｔ内にあり、他方が適正測定範囲φｔ外（｜θ１｜≦φｔ／２、｜θ２｜＞φｔ／２、または、｜θ１｜＞φｔ／２、｜θ２｜≦φｔ／２、である場合）であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【０１３６】
第一仮点Ａと第二仮点Ｂの片方が適正測定範囲φｔ内にあり、他方が適正測定範囲φｔ外であると、走行車１２を収容領域２０へ進入させるために収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）を基準に走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。
【０１３７】
走行車１２を収容領域２０へ進入させるために、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）、収容領域２０の第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正、および、姿勢補正を行う。
【０１３８】
なお、進入位置補正および姿勢補正には、上記の式（数３）と同様の式を利用する。実施の形態１では、Ｓは基準距離Ｌｓと比例していたが、本実施の形態２では、Ｓは｜θ１｜、｜θ２｜の小さい方の角度と比例する関係である（ステップＳ３６）。
【０１３９】
一方、ステップＳ３２で、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの両方が適正測定範囲φｔ外にある場合は、正角度の最長距離の第三仮点Ｃと負角度の最長距離の第四仮点Ｄの両方がφｔ内であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。
【０１４０】
第三仮点Ｃと第四仮点Ｄの両方がφｔ内にあれば、走行車１２を収容領域２０へ進入させるために収容領域２０の第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う。
【０１４１】
ちなみに、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う理由は、前側屈曲第一点Ｐ１、Ｐ２が座標測定装置３４の検出エリア外にあるため、確実に測定できる第三点Ｐ３、第四点Ｐ４のみで進入位置補正と姿勢補正を行う（ステップＳ３８）。
【０１４２】
一方、ステップＳ３７で第三仮点Ｃと第四仮点Ｄの少なくとも一方がφｔ外になった場合は、移動制御部３３で行う進入位置補正と姿勢補正を行わずに、走行車１２を収容領域２０方向へ移動させる。
【０１４３】
このように位置補正と姿勢補正とを行わずに直進する理由は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の検出エリア外にあるためと、走行車１２が収容領域２０にある程度進入しており、すでに収容領域２０と走行車１２の姿勢がほぼ同じであるためである。
【０１４４】
そして、近接センサ４０から発信される位置決め信号を検出したか否かを判断する（ステップＳ３９）。
【０１４５】
ここで、位置決め信号４０を検出するまで、ステップＳ３９の移動動作を行う。そして、図１１に示すように走行車１２の近接センサ４０が収容領域２０の奥面に押されると、位置決め信号を受信して、移動動作が停止される（ステップＳ４０）。
【０１４６】
そして、移動制御部３３は、変形駆動部４１に、変形信号を発信し基礎部１８より上に持ちがっていた座部１６の下方部を下げて、基台部１８に重ねる。そして、ベッド１０に床部１３を設ける（ステップＳ４１）。
【０１４７】
一方、ステップＳ３９で位置きめ信号を検出しなければＳ１１に戻り、再度基準距離ＬＳを取得する。
【０１４８】
この様に走行車１２は、自動誘導で固定部１１の収容領域２０に合体してベッド１０に変形する。この時、走行車１２は、進入位置補正および姿勢補正を行うための収容領域２０の検出ポイントを細かく切り替えながら、スムーズに進入し、固定部１１と走行車１２とをスムーズに合体させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明にかかる走行車は、側壁にぶつけることなく自動誘導により収容領域へ移動することができるので、ベッド等の合体装置に有用である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０    ベッド
１１    固定部
１２    走行車
１３    床部
１４ａ    基礎部
１４ｂ    足部
１５    側床部
１６    座部
１７ａ    右肘掛部
１７ｂ    左肘掛部
１８    基台部
１９    操作パネル
２０    収容領域
２１    被検出物
３１    車体駆動部
３２    ジョイスティック
３３    移動制御部
３４    座標測定装置
３５    基準距離検出部
３６    収容ポイント検出部
３７    収容領域識別部
３８    自動誘導開始スイッチ
４０    近接センサ
４１    変形駆動部
４３    分離スイッチ
４４    車輪
【図１】
2011013377.tif 000005
【図２】
2011013377.tif 000006
【図３】
2011013377.tif 000007
【図４】
2011013377.tif 000008
【図５】
2011013377.tif 000009
【図６】
2011013377.tif 000010
【図７】
2011013377.tif 000011
【図８】
2011013377.tif 000012
【図９】
2011013377.tif 000013
【図１０】
2011013377.tif 000014
【図１１】
2011013377.tif 000015
【図１２】
2011013377.tif 000016
【図１３】
2011013377.tif 000017
【図１４】
2011013377.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成23年2月24日(2011.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定部の収容領域へ自動的に移動する走行車、および、走行車が自動的に固定部に合体するベッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
病院や介護施設においては、患者や被介護者などは、病室などのベッドに横たわっている状態から別の場所に１日に何度も移動する。この時に、ベッドから例えば車椅子に患者や被介護者などを移乗させることは、通常、看護師や介護者などの人手により行われている。そして、この患者や被介護者などを移乗させることは、看護師や介護者などに多大な肉体的な負担を強いている。
【０００３】
このような移乗作業の負担を軽減するために、ベッドの床部の一部を分離して、車椅子として利用可能なベッドが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図１４は、特許文献１にかかるベッドの概略構成を示す斜視図である。
【０００５】
特許文献１に記載のベッドは、ベッドの床部である床板がベッド本体１の幅方向に３つに分割した構成で、その中央の中央部床板２を台車３と共にベッド本体１から分離して、移動用の車椅子として利用できるベッドである。この中央部床板２を台車３と共に分離して取り出す場合は、ベッド本体１に設けられた回転機構５により、中央部床板２を挟む片側の側部床板４がベッド本体１上方に移動する。
【０００６】
同様に、中央部床板２を台車３と共にベッド本体１に合体させてベッド状態に戻す場合は、台車３をベッド本体１内へ走行させ、中央部床板２を所定の場所に設置する。そして、ベッド本体１上方に移動している側部床板４を、中央部床板２と水平となるまで下降回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開平５−５１３３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような従来のベッドは、中央部床板２および台車３をベッド本体１に合体する動作は、人手により行われている。そのために、中央部床板２をベッド本体１のフレーム６にぶつけながら、ベッド本体１に対する中央部床板２の進入位置補正や姿勢補正を行うこととなる。
【０００９】
しかしながら、このような方法で中央部床板２とベッド本体１を合体させ続けると、中央部床板２、ベッド本体１は共に衝撃を受け続けて、ベッドとしての寿命が短くなる。
【００１０】
そこで、本発明は、収容領域の側壁にぶつかることなく、収容領域へスムーズに進入することができる走行車およびベッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために、本発明に係る走行車は、四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、当該走行車と前記収容領域との間の距離を示す基準距離を取得する基準距離検出部と、当該走行車が前記収容領域に近づく際に、前記基準距離が第一補正距離以上の場合、前記第一点と前記第二点とに基づき当該走行車の移動を制御し、前記基準距離が前記第一補正距離未満の場合、少なくとも前記第三点、および、前記第四点に基づき当該走行車の移動を制御する移動制御部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る走行車は、四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、当該走行車に取り付けられ、当該走行車の位置を基準とした被検出物の複数箇所の相対座標を測定により取得する座標測定装置を有し、前記座標測定装置の測定結果に基づき前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、前記第一点および前記第二点が前記座標測定装置の測定範囲内であれば、前記第一点および前記第二点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御し、第一点および第二点の少なくとも一方が前記座標測定装置の測定範囲外であれば、少なくとも第三点および第四点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御する移動制御部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記収容ポイント取得手段は、前記座標測定装置から取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第一点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第二点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四点とする収容ポイント検知部を備えてもよい。
【００１４】
また、前記収容ポイント取得手段は、前記取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第一仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第二仮点とし、前記取得した相対座標の中から正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四仮点とする収容ポイント検出部と、前記第一仮点と前第二仮点との距離、および、前第二仮点と前記第三仮点との距離、前記第三仮点と第四仮点との距離、前記第一仮点と第四仮点との距離の少なくとも一つと、予め記憶された収容領域の基準寸法とを比較し、合致した場合には前記第一仮点を前記第一点とし、前第二仮点を前記第二点とし、前記第三仮点を前記第三点とし、前記第四仮点を前記第四点とする収容領域識別部とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、収容領域の側壁にぶつけることなく、収容領域へ走行車をスムーズに進入させることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１におけるベッドの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１における分離した時の固定部と走行車の斜視図である。
【図３】図３は、走行車の機能構成および装置構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１における基台部の上面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１における収容領域識別部のフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１における走行車と固定部の足部の上面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１における合体準備の走行車と固定部の斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１における移動制御部のフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の実施の形態１における基準距離Ｌｓと変数Ｓとの関係を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態１における基台部の上面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態１における合体した基台部と固定部の足部の上面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態２における基台部の上面図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態２における移動制御部のフローチャートである。
【図１４】図１４は、従来のベッドの概略構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、同じ構成には同じ符号を付けて、適宜、説明を省略している。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかるベッドを示す斜視図である。
【００１９】
図２は分離した固定部と走行車とを示す斜視図である。
【００２０】
なお、理解を容易にするために、走行車１２には互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を有する座標系を設定している（図２参照）。ｘ軸とｙ軸から構成される平面は地面に対して平行な水平面とし、ｘ軸は走行車１２の前方を向いているものとする。また、この座標系は基台部１８の中心に設定される。
【００２１】
図１および図２に示すように、本実施の形態１のベッド１０は、固定部１１と走行車１２とを備えている。このベッド１０の固定部１１は、基礎部１４ａと、この基礎部１４ａを下方で支持する足部１４ｂと、側床部１５とを備えている。
【００２２】
また、このベッド１０の走行車１２は、固定部１１と分離（または合体）することができて、かつ臥床姿勢から座位姿勢へと変形することができる車椅子として機能する。さらに、走行車１２は、座部１６と右肘掛部１７ａと左肘掛部１７ｂと基台部１８とを備えている。走行車１２が固定部１１と合体してベッド１０として構成されている時には、走行車１２の座部１６および右肘掛部１７ａ，左肘掛部１７ｂは、ベッド１０の床部１３として機能する。なお、固定部１１は、図２に示すように、その中央部が一方の側面から凹む領域である収容領域２０を備えている。収容領域２０に走行車１２が収まることで、固定部１１と走行車１２とが合体してベッド１０を構成する。
【００２３】
収容領域２０は、前壁５４の中間部から奥側に向けて凹む領域であり、奥壁５１と右側壁５２と左側壁５３と進入口５５とにより囲まれた矩形の領域である。ここで、奥壁５１は、図４の点Ｃと点Ｄを結ぶ線を含む側面である。また、右側壁５２は、図４の点Ｂと点Ｄを結ぶ線を含む側面である。また、左側壁５３は、図４の点Ａと点Ｃを結ぶ線を含む側面である。また、進入口５５は、図４の点Ａと点Ｂとを結ぶ線を含む面である。
【００２４】
固定部１１と走行車１２とが合体した図１の状態の時、床部１３は、側床部１５，座部１６，右肘掛部１７ａ，左肘掛部１７ｂとで構成されている。
【００２５】
また図１，図２に示すように、右肘掛部１７ａには、ベッド１０の動作を制御できる操作パネル（リモコン）１９が配置されている。操作パネル１９は、固定部１１と走行車１２が合体している状態（図１の状態）では、床部１３（肘掛部１７）の側方に配置される。また、走行車１２が車椅子として機能している状態（図２の状態）では、操作パネル１９は、右肘掛部１７ａの上側に配置される。
【００２６】
操作パネル１９がこのように配置される構成とすることにより、介護者や被介護者などが、ベッド１０（および走行車１２）を、より容易に操作することができる。
【００２７】
すなわち、このような構成とすることにより、ベッド１０に寝ている被介護者などが、背上げや脚上げの楽な姿勢をとりつつ、操作パネル１９を操作することで容易にベッドの固定部１１から走行車１２の離脱または帰還を迅速に行うことができる。したがって、被介護者などが快適にベッド１０上で寝ることに加えて、移乗を必要とせずに安全かつ快適に図２に示す形状の走行車１２（車椅子）で移動することが可能である。このような本実施の形態１の構成により、介護者の負担の少ないベッド１０を実現することができる。さらに、ベッド１０の状態では、走行車１２（車椅子）は固定部１１と一体となっているので、ベッド１０として使用する際には、走行車１２（車椅子）の保管場所が不要である。
【００２８】
また、走行車１２（車椅子）は、走行車１２を走行させる駆動力を備えたモータなどからなる車体駆動部３１（図３参照）を有している。この車体駆動部３１により、操作パネル１９にあるジョイスティック３２を操作して、固定部１１から分離した走行車１２は、車椅子として自立走行できる。
【００２９】
さらに、走行車１２は、固定部１１から分離している図２の状態から、固定部１１の収容領域２０へ合体し、さらに、図１の状態に自動的に変形する機能を備えている。走行車１２は、自動的に固定部１１の収容領域２０に合体するために、座標測定装置３４（図３参照）を備えている。本実施の形態１の場合、走行車１２が備える座標測定装置３４は、走行車１２を基準とした固定部１１の各部分の相対的極座標データを、水平面内でレーザを走査することにより測定するものである。走行車１２は、座標測定装置３４により測定された複数の相対極座標データに基づいて、進入位置補正および姿勢補正を行いながら、収容領域２０へ自動的に進入できる。
【００３０】
なお、図２では座標測定装置３４を図示していないが、座標測定装置３４は、左肘掛部１７ｂ側の基台部１８のｙ軸方向側面に取り付けられている。
【００３１】
次に、走行車１２が行う進入位置補正および姿勢補正の方法について説明する。
【００３２】
図３は、走行車１２の機能構成および装置構成を示すブロック図である。
【００３３】
走行車１２は、基台部１８と床面との間に配置される４つの車輪４４によって支持されている。車輪４４は、走行車１２を全方位に移動可能とする機能を備えており、たとえば、オムニホイールが用いられている。また、走行車１２は、４つの車輪４４のそれぞれに駆動力を与える車体駆動部３１と、車体駆動部３１へ停止や移動や移動方向等の指示を伝えるマンマシンインターフェースであるジョイスティック３２と、進入位置補正や姿勢補正を行う自動誘導機能を備えた移動制御部３３とを有する。
【００３４】
走行車１２は、収容ポイント取得手段として、座標測定装置３４と、収容ポイント検出部３６と、収容領域識別部３７とを備えている。
【００３５】
座標測定装置３４は、走行車１２の位置を基準とした被検出物２１の複数箇所の相対座標を、測定により取得する装置である。本実施の形態１の場合、座標測定装置３４は、走行車１２の側面に取り付けられている。座標測定装置３４からレーザ光を投射し、被検出物２１で反射した光を受光することで、投射光と入射光との位相差により座標測定装置３４と被検出物２１との距離を測定することができる。また、座標測定装置３４は、レーザ光を水平面内で回転走査させることができる装置であり、入射光を受光した時（レーザ光を投射した時も同様）のレーザ光の回転角度をそのときの距離の情報と共に出力できる装置である。なお、本実施の形態１の場合、座標測定装置３４は、走行車１２の側面に取り付けられているため、少なくとも走行車１２側にはレーザ光を投射することができない。従って、座標測定装置３４の有効測定エリアは走行車１２から１８０度の範囲である。実際には、走行車１２に突出部があるため、有効測定エリアは１８０度の範囲よりも狭くなる。なお、座標測定装置３４を走行車１２の角部に取り付けた場合、有効測定エリアを例えば２７０度の範囲まで広げることができる。
【００３６】
収容ポイント検出部３６は、座標測定装置３４に得られた相対的極座標データ（例えば１２０度の最大測定範囲を１度間隔で取得したデータ）を解析することにより、収容ポイントを検出する。
【００３７】
なお、収容ポイント検出部３６で検出される収容ポイントとは、正角度の最短距離の第一仮点Ａ、負角度の最短距離の第二仮点Ｂ、正角度の最長距離の第三仮点Ｃ、負角度の最長距離の第四仮点Ｄと、極座標データの角度が０度である中心点Ｈである。これらについての詳細は、後述する。
【００３８】
なお、収容ポイント検出部３６で検出される収容ポイントを、正角度の最短距離の第一点Ｐ１、負角度の最短距離の第二点Ｐ２、第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との挟角内に存在する正角度の最長距離の第三点Ｐ３、第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との挟角内に存在する負角度の最長距離の第四点Ｐ４と、極座標データの角度が０度である中心点Ｈとすることも可能である。
【００３９】
ここで言う正角度とは、座標測定装置３４から発射されるレーザが走行車１２の側面と垂直なｙ軸を基準としてｚ軸を中心に反時計回りに回転した角度であり、負角度とはｙ軸を基準としてｚ軸を中心に時計回りに回転した角度である。なお、座標測定装置３４は基台部１８の側面に設置されており、座標測定装置３４の中心線は基台部１８のｙ軸方向と重なる。
【００４０】
収容領域識別部３７は、収容ポイント検出部３６で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄから形成される四角形の四辺が、収容領域２０を囲う四辺か否かの識別を行う処理部である。詳細は後述する。
【００４１】
また、走行車１２は、収容ポイント検出部３６で検出された収容ポイントに基づき、収容領域２０内に設定される基準ポイントＰｓと走行車１２との距離である基準距離Ｌｓを算出する基準距離検出部３５を備えている。
【００４２】
また、走行車１２は、収容領域識別部３７において被検出物が収容領域２０を囲う壁であると識別されると、点灯して操作者の指示を待つ自動誘導開始スイッチ３８を有する。この自動誘導開始スイッチ３８は操作パネル１９に配置されている。
【００４３】
また、走行車１２は、ｘｙ平面において移動する際に、前壁５４などの被検出物２１との接触を検出する近接センサ４０を備えている。
【００４４】
また、走行車１２は、ベッド１０を臥床姿勢から座位姿勢へと変形させたり、座位姿勢から臥床姿勢へ変形させる変形駆動部４１と、固定部１１と走行車１２が合体している状態から分離した状態へ変形するよう指示を出す分離スイッチ４３とを備える。この分離スイッチ４３は、自動誘導開始スイッチ３８、ジョイスティック３２と並んで操作パネル１９に配置されている。
【００４５】
次に、走行車１２が、どのような場合において、自動誘導により固定部１１との合体が可能になるかを説明する。
【００４６】
図４は、走行車の基台部および被検出物を上方から示す平面図である。
【００４７】
ここで、被検出物２１とは、収容領域識別部３７が収容領域２０識別する前の座標測定装置３４が測定する対象物であり、同図に示すように走行車１２が収容領域２０に近づいた際には、固定部１１の奥壁５１、右側壁５２、左側壁５３、前壁５４が被検出物２１となる。また、回転角度θはｙ軸を基準にｚ軸を中心に回転する角度である。
【００４８】
まず、固定部１１と走行車１２とが分離した状態から合体した状態にするために、操作者（被介護者など）は、走行車１２を収容領域２０に接近するようにジョイスティック３２を使って操作する。この時、走行車１２の座標測定装置３４（走行車１２の左側方）が、収容領域２０を向くようにする。なお、座標測定装置３４は、基台部１８のｙ軸方向の左側壁５３に取り付けられているので、走行車１２に搭乗している操作者（被介護者など）は、左側を向いて右手でジョイスティック３２を操作することが望ましい。
【００４９】
そして、車体駆動部３１は、ジョイスティック３２の操作に従い、４つの車輪４４を駆動させる。なお、車輪４４は全方位駆動可能な車輪であり、具体的にはオムニホイールを使用している。
【００５０】
ここで、基台部１８の左側壁５３に取り付けられた座標測定装置３４は、最大測定範囲（走査角度±６０度（ｙ軸方向を基準角０度とする）、有効距離４ｍ、角度分解能１度のレーザ距離センサを利用している。検出エリアとは、このレーザを走査することにより座標測定装置３４が検出できる範囲であり、座標測定装置３４は検出エリア内において、座標測定装置３４と被検出物２１との距離を測定し、その距離を測定した際の角度と共に出力している。
【００５１】
そして、走行車１２と固定部１１とを合体させるために、座標測定装置３４で測定された極座標データから、収容ポイント検出部３６で、被検出物２１の第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄを検出し、収容領域識別部３７で識別を行う。
【００５２】
なお、ここで言う被検出物２１の凹み（へこみ）とは、走行車１２が収容領域２０に近接した場合の収容領域２０である。なおここで、走行車１２は、この被検出物２１の凹みを収容領域２０であると識別する前の段階では、被検出物２１の凹みを収容領域２０として識別していない。そのため、識別前の説明では、収容領域２０と想定される領域を被検出物２１の凹みとして記載している。
【００５３】
また本実施の形態１の場合、収容ポイント検出部３６は、第三仮点Ｃと第四仮点Ｄとが、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する場合のみ検出するものとなっている。この条件によれば、第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄを用いることで、被検出物２１の凹みを検出することができるためである。
【００５４】
収容領域識別部３７は、収容ポイント検出部３６で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点より形成される四角形が収容領域２０か否かの識別を行う。
【００５５】
なお、収容領域識別部３７での識別は、座標測定装置３４で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点の極座標データより算出される４辺の寸法と、事前に登録されている収容領域２０の寸法とを比較して行う。つまり、座標測定装置３４で検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄより形成される四角形が、走行車１２が合体すべき収容領域２０であるか、否かを収容領域識別部３７が判断する。
【００５６】
具体的には、座標測定装置３４の中心線Ｈの左側を正角度、右側を負角度と規定して、正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）、負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する正角度の最長距離の第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する負角度の最長距離の第四仮点Ｄの極座標データが（Ｌ４、θ４）の４点を検出して、この４点より形成される四角形の形状と予め走行車１２の記録部（図示せず）に記録された収容領域２０の形状とを比較して、所定の誤差範囲内で一致した場合に被検出物２１の凹みを収容領域２０と認識する。
【００５７】
図５は収容領域識別部３７のフローチャートであり、このフローチャートを用いて、収容領域２０の検出について説明する。
【００５８】
まず、座標測定装置３４は、検出エリアをレーザで常時高速で走査しており、被検出物２１の各部分における距離および角度を測定している。そして、この測定された極座標データから、収容ポイント検出部３６はレーザの一回走査ごとに第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点を検出する。
【００５９】
そして、収容領域識別部３７は、レーザの一回走査ごとに、収容ポイント検出部３６で検出された４点より形成される四角形の４辺を下記の式（数１）より算出する。
【００６０】
【数１】
2011013377.tif 000019
【００６１】
ここでは、上記式（数１）を用いて、四角形４辺の長さである、第一仮点Ａ−第二仮点Ｂ間の長さＬＡＢ、第三仮点Ｃ−第四仮点Ｄ間の長さＬＣＤ、第二仮点Ｂ−第三仮点Ｃ間の長さＬＢＣ、第二仮点Ｂ−第四仮点Ｄ間の長さＬＢＤを算出する（ステップＳ０１）。
【００６２】
次に、この算出された４辺とあらかじめ登録されている収容領域２０を示す基準寸法とを比較する。
【００６３】
図６は固定部１１から基礎部１４ａを取り除いた状態を示す図であり、足部１４ｂと基台部１８の上面図である。
【００６４】
座標測定装置３４は基台部１８の左側壁５３に取り付けられており、この座標測定装置３４は基台部１８の足部１４ｂまでの極座標データを測定している。
【００６５】
本実施の形態１では、収容領域２０は長方形であるため、第一点Ｐ１−第二点Ｐ２間の長さと第三点Ｐ３−第四点Ｐ４間の長さは同じであり、この長さをＬｐｄとする。
【００６６】
ここで言う、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４とは、収容領域２０の四隅の水平面内の位置を示す走行車１２を基準とする相対座標である。被検出物２１の凹みが収容領域２０と判断された状態では、第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄがそれぞれ第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４となる。ただし、以下の計算においては、収容ポイント検出部３６で検出されて収容領域２０と認識される前の収容ポイントを示す場合は、第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄを使い、収容領域２０を認識した後は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４を利用する場合がある。
【００６７】
また、本実施の形態１では、第一点Ｐ１−第三点Ｐ３間の長さと第二点Ｐ２−第四点Ｐ４間の長さは同じであり、この長さをＬｐｗとする。そして、ＬｐｄとＬｐｗとは、予め算出された上で収容領域識別部３７へ事前に登録されており、収容領域識別部３７は、ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗが下記の関係式（数２）をすべて満たすか否かを判断する。
【００６８】
０．９５≦ＬＡＢ／Ｌｐｗ≦１．０５
０．９５≦ＬＣＤ／Ｌｐｗ≦１．０５      ・・・（数２）
０．９５≦ＬＡＣ／Ｌｐｄ≦１．０５
０．９５≦ＬＢＤ／Ｌｐｄ≦１．０５
【００６９】
ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗがこの関係式（数２）を全て満たしている場合、検出された第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ、第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄの４点より形成される四角形が収容領域２０であると収容区間識別部３７が識別する（ステップＳ０２）。そして、走行車１２を収容領域２０へ自動誘導することが可能と判断して、自動誘導可能信号を発信し、操作パネル１９にある自動誘導開始スイッチ３８が点灯する（ステップＳ０３）。
【００７０】
なお、ここで、ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗがこの関係式（数２）を全て満たすということは、算出された４辺と収容領域２０の基準寸法を比較した結果、５％程度の誤差範囲であることを意味する。この場合、検出された４点より形成される四角形が収容領域２０であると判断するが、この判断の条件は、状況によって適宜変更することも可能である。
【００７１】
一方、ＬＡＢ、ＬＣＤ、ＬＡＣ、ＬＢＤ、Ｌｐｄ、Ｌｐｗが上記の関係式（数２）の少なくとも一つを満たさなければ、走行車１２の自動誘導の処理を終了する。
【００７２】
なお、収容領域識別部３７は、座標測定装置３４がレーザが１回走査（一回り）するたびに、このように収容領域２０か否かの判断を行い、自動誘導が可能か否かの状態の判断を行う。
【００７３】
そして、自動誘導が可能であると判断された場合、自動誘導開始スイッチ３８が点灯する。この自動誘導開始スイッチ３８の点灯により、操作者（被介護者など）は走行車１２が自動的に固定部１１と合体できることを知り、走行車１２の合体が必要であれば自動誘導開始スイッチ３８を押す。すると、変形駆動部４１が作動して、図７に示すように座部１６の下方部が基礎部１４ａより上に持ち上がる。そして、座部１６の下方部が基礎部１４ａにぶつからない状態になったら、移動制御部３３が車体駆動部３１へ動作指令を発信し、走行車１２は、ｙ軸方向へ進入位置補正および姿勢補正を行いながら、固定部１１と合体する。この時、走行車１２に搭乗している操作者（被介護者など）は走行車１２と共に移動する。
【００７４】
次に、走行車１２が自動的に固定部１１の収容領域２０へ進入する方法について説明する。走行車１２が収容領域２０へスムーズに進入するために、走行車１２と収容領域２０との位置関係によって、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更する。
【００７５】
そのため、移動制御部３３は、基準距離検出部３５で取得された基準距離Ｌｓを取得する。ちなみに、基準距離Ｌｓとは、図６に示すように収容領域２０の奥側辺（第三点Ｐ３と第四点Ｐ４を結ぶ辺）から座標測定装置３４までの垂線を引いた時の垂線の長さである。また、この垂線と奥側辺との交点が収容領域２０の基準ポイントＰｓである。
【００７６】
そして、基準距離Ｌｓの距離によって、移動制御部３３は、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更し、収容領域２０へスムーズな進入を可能にする。
【００７７】
進入位置補正および姿勢補正の制御則の変更について、図８の移動制御部３３のフローチャートを用いて説明する。
【００７８】
まず、移動制御部３３は、基準距離検出部３５で取得された基準距離Ｌｓを取得する（ステップＳ１１）。ちなみに、基準距離検出部３５は、第一仮点Ａ（第一点Ｐ１）、第二仮点Ｂ（第二点Ｐ２）の極座標データおよび中心点Ｈの距離ＬＨを用いて基準距離Ｌｓを算出する。ただし、基準距離検出部３５での基準距離Ｌｓの取得はこれに限られるものではなく、第三仮点Ｃ（第三点Ｐ３）、第四仮点Ｄ（第四点Ｐ４）の極座標データおよび中心点の距離ＬＨ（図４参照）を用いて算出してもよいし、また、姿勢補正が行われることで中心線（中心点Ｈと座標測定装置３４、および基台部１８の中心を通る直線）が収容領域２０の奥側辺とほぼ垂直になるため中心線距離ＬＨを基準距離Ｌｓとしてもよい。また、第三仮点Ｃ（第三点Ｐ３）と第四仮点Ｄ（第四点Ｐ４）の間にある最短距離を基準距離Ｌｓとするなど、演算方法を任意に選択できる。
【００７９】
すなわち、基準距離Ｌｓは、収容領域２０における固定部１１と走行車１２との距離関係を示すものであればよい。また、基準ポイントＰｓは、座標測定装置３４から奥側辺に垂線を引き、この垂線と奥側辺との交点と定義したが、基準ポイントＰｓは収容領域２０の中心や重心など基準となる点であれば、他の部分であってもよい（ステップＳ１１）。
【００８０】
次に、取得された基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上であるか否かを判別する（ステップＳ１２）。第一補正距離Ｎ１の詳細は後述する。
【００８１】
基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上である場合（走行車１２と収容領域２０との距離が遠い場合）には、収容ポイント検出部３６で検出された正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）と負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）を取得する（ステップＳ１３）。
【００８２】
なお、すでに被検出物２１の凹みは収容領域２０として認識されているので、進入口側屈曲点の第一点Ｐ１は第一仮点Ａであり、収容領域２０進入口側屈曲点の第二点Ｐ２は第二仮点Ｂである。
【００８３】
走行車１２を収容領域２０へ進入させるために収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を基準に走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上である場合に、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正、姿勢補正を行う理由は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２の方が、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４よりも走行車１２との距離が短く、距離／角度データの検出精度が良いためである。
【００８４】
本実施の形態１の場合、第一補正距離Ｎ１は、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以下となった場合に、第一点Ｐ１と第二点Ｐ２とが座標測定装置３４の適正測定範囲から外れることになる距離に設定している。
【００８５】
ここで、適正測定範囲とは、座標測定装置３４により第一点Ｐ１と第二点Ｐ２を正確に測定することができる範囲である。例えば、座標測定装置３４により第一点Ｐ１と第二点Ｐ２を測定することができるぎりぎりの範囲を最大測定範囲とした場合、適正測定範囲は、最大測定範囲の３０パーセント狭い範囲である。本実施の形態の場合、最大測定範囲が１２０度であるので、適正測定範囲は８４度（±４２度）となる。
【００８６】
なお、進入位置補正とは、座標測定装置３４の位置を、収容領域２０の第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との２点を結ぶ線分の垂直２等分線上、あるいは、第三点Ｐ３と第四点Ｐ４との２点を結ぶ線分の垂直２等分線上に近づくように、基台部１８（走行車１２）の位置を補正することである。また、姿勢補正とは、図６に示す基台部１８の側面１８ａと収容領域２０の第一点Ｐ１と第二点Ｐ２との２点とを結ぶ線分、あるいは、第三点Ｐ３と第四点Ｐ４との２点を結ぶ線分が、平行になるように、基台部１８（走行車１２）の姿勢を補正することである。これら２つの補正により、収容領域２０に対する基台部１８（走行車１２）の位置および姿勢の補正を行い、走行車１２の固定部１１との合体が可能になる。
【００８７】
進入位置補正および姿勢補正は、下記式（数３）にしたがって行われる。
【００８８】
【数２】
2011013377.tif 000020
【００８９】
Ｆνｘは進入位置補正を行うために基台部１８に作用させるｘ軸方向の力、Ｆνｙは進入位置補正を行うために基台部１８に作用させるｙ軸方向の力、Ｆνθは姿勢補正を行うために基台部１８に作用させるモーメントを示す。
【００９０】
ＫＡＢｘは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＣＤｘは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＡＢθは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する姿勢補正ゲイン、ＫＣＤθは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する姿勢補正ゲインである。
【００９１】
Ｓは、基準距離Ｌｓに応じて変わる変数である（図９に、基準距離Ｌｓと変数Ｓとの関係を示す）。ここでは、基準距離Ｌｓ≧第一補正距離Ｎ１なので、Ｓ＝１である。
【００９２】
そして、走行車１２と第一点Ｐ１の距離である距離Ｌ１と走行車１２と第二点Ｐ２の距離である距離Ｌ２が等しくなるように進入位置補正が行われ、また、図１０に示す距離Ｌ１ｃｏｓθ１と距離Ｌ２ｃｏｓθ２とが、等しくなるように、基台部１８の姿勢補正が行われる（ステップＳ１４）。
【００９３】
その後、走行車１２は、収容領域２０に向かって移動する。進入位置補正および姿勢補正は、座標測定装置３４が検出エリアの全体を一度走査するたびに行われる（ステップＳ１５）。
【００９４】
一方、ステップＳ１２で、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以上でなかった場合は、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上であるか否かを判断する（ステップＳ１６）。
【００９５】
基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上である場合には、収容ポイント検出部３６で検出された正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）と負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）、第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する正角度の最長距離の第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）と第一仮点Ａと第二仮点Ｂとの挟角内に存在する負角度の最長距離の第四仮点Ｄの極座標データ（Ｌ４、θ４）を取得する（ステップＳ１７）。
【００９６】
なお、被検出物２１の凹みは収容領域２０であるので、第一点Ｐ１は第一仮点Ａであり、収容領域２０の第二点Ｐ２は第二仮点Ｂ、第三点Ｐ３は第三仮点Ｃ、第四点Ｐ４は第四仮点Ｄである。
【００９７】
走行車１２を収容領域２０へ進入させるために、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）、収容領域２０の第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）および基準距離Ｌｓを用いて、基台部１８の進入位置補正および姿勢補正を行う。この時、基準距離Ｌｓに基づいて参照する点を、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２から第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に徐々に切り替えていく。
【００９８】
このように、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上、第一補正距離Ｎ１未満である場合に、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２および、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４の４点を切替ながら用いる理由は、基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１より短くなると、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の適正測定範囲から外れ、正確な測定が困難となるからである。ただし、いきなり、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２から第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に切り替えると、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２までの距離と第三点Ｐ３、第四点Ｐ４までの距離の検出精度の違い（第一点Ｐ１、第二点Ｐ２の方が、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４よりも距離が短く、距離／角度データの検出精度が良い）により、基台部１８の進入位置補正および姿勢補正の大きさが不連続になり、動作が不安定になる可能性があるため、変数Ｓを用いて、徐々に補正を行うポイントを切り替えていく。
【００９９】
第二補正距離Ｎ２とは、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以下の距離となれば、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２に基づいて侵入位置補正および姿勢補正を行わなくなる距離であり、本実施の形態の場合は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の最大測定範囲外になる距離である。
【０１００】
進入位置補正および姿勢補正は、上記の式（数３）にしたがい行われる。
【０１０１】
ＫＡＢＸは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＣＤＸは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＡＢθは第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）に関する姿勢補正ゲイン、ＫＣＤθは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する姿勢補正ゲインである。
【０１０２】
Ｓは、図９に示すように基準距離Ｌｓが第一補正距離Ｎ１以下、第二補正距離Ｎ２以上の間にある時、基準距離Ｌｓに比例する数値であり、基準距離Ｌｓが大きくなるとＳも大きくなり、Ｌｓが小さくなるとＳも小さくなる。
【０１０３】
そして、距離Ｌ１と距離Ｌ２とが等しくなるように、また、距離Ｌ３と距離Ｌ４とが等しくなるように、進入位置補正が行われ、また、図１０に示す距離Ｌ１ｃｏｓθ１と距離Ｌ２ｃｏｓθ２とが等しくなるように、また、距離Ｌ３ｃｏｓθ３と距離Ｌ４ｃｏｓθ４とが等しくなるように姿勢補正が行われる（ステップＳ１８）。その後、走行車１２は、収容領域２０に向かって移動する。
【０１０４】
一方、ステップＳ１６で、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２以上でなかった場合は、基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３以上であるか、否かを判断する（ステップＳ１９）。
【０１０５】
基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３以上であると、収容ポイント検出部３６で検出された第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）と第四仮点Ｄの極座標データ（Ｌ４、θ４）を取得する（ステップＳ２０）。
【０１０６】
なお、被検出物２１の凹みは収容領域２０であるので、第一点Ｐ１は第一仮点Ａであり、第二点Ｐ２は第二仮点Ｂ、第三点Ｐ３は第三仮点Ｃ、第四点Ｐ４は第四仮点Ｄである。
【０１０７】
進入位置補正および姿勢補正は、上記の式（数３）にしたがい行われる。
【０１０８】
ＫＣＤｘは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する進入位置補正ゲイン、ＫＣＤθは第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）に関する姿勢補正ゲインである（図９に、基準距離Ｌｓと変数Ｓとの関係を示す。）。ここではＳ＝０である。
【０１０９】
そして、距離Ｌ３と距離Ｌ４とが等しくなるように、進入位置補正が行われ、また、図１０に示す距離Ｌ３ｃｏｓθ３と距離Ｌ４ｃｏｓθ４とが等しくなるように、姿勢補正が行われる（ステップＳ２１）。
【０１１０】
基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２未満である場合に、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う理由は、確実に測定できる第三点Ｐ３、第四点Ｐ４のみで進入位置補正と姿勢補正を行うためである。これは、基準距離Ｌｓが第二補正距離Ｎ２より短くなると、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の最大測定範囲から外れるため、検出できる第三点Ｐ３、第四点Ｐ４を用いて進入位置補正および姿勢補正を行うためである。
【０１１１】
一方、ステップＳ１９で基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３未満の場合は、移動制御部３３で行う進入位置補正と姿勢補正を行わずに、走行車１２を収容領域２０方向へ移動させる。
【０１１２】
第三補正距離Ｎ３とは、基準距離Ｌｓが第三補正距離Ｎ３以下の距離となれば、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に基づいて侵入位置補正および姿勢補正を行わなくなる距離であり、本実施の形態の場合は、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４が座標測定装置３４の最大測定範囲から外れる距離である。
【０１１３】
このように、基台部１８の位置補正と姿勢補正とを行わずに直進する理由は、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４が、座標測定装置３４の最大測定範囲外にあるためと、走行車１２が収容領域２０にある程度進入しており、すでに姿勢制御により走行車１２の姿勢が収容領域２０に収容されるべき姿勢にほぼなっているためである（ステップＳ１５）。
【０１１４】
そして、基準距離Ｌｓと第一補正距離Ｎ１、第二補正距離Ｎ２、第三補正距離Ｎ３とを比較しつつ、収容領域２０の方向へ走行車１２は移動する。そして、近接センサ４０から発信される信号を検出したか否かを検出する（ステップＳ２２）。
【０１１５】
そして、図１１に示すように走行車１２の近接センサ４０が収容領域２０の奥壁５１に当接すると、移動制御部３３は、位置決め信号を受信して、車体駆動部３１に走行車１２の動作を停止させる（ステップＳ２３）。
【０１１６】
ここで、近接センサ４０としては、当接により走行車１２と固定部１１との近接を検出するマイクロスイッチを例示できるが、これに限定される訳ではない。例えば、超音波や光を用いて非接触で物体の近接を検出するセンサなどでも良い。座標測定装置３４の距離情報によって、近接を検出し、座標測定装置３４を近接センサ４０として機能させても良い。
【０１１７】
そして、移動制御部３３は、変形駆動部４１に、変形信号を発信し基礎部１８より上に持ちがっていた座部１６の下方部を下げて、基礎部１８に重ねる。そして、ベッド１０に床部１３を形成する（ステップＳ２４）。
【０１１８】
一方、ステップＳ２２で位置決め信号を検出しなければ、ステップＳ１１に戻り、再度、基準距離ＬＳを取得する。
【０１１９】
この様に走行車１２は、自動誘導で固定部１１の収容領域２０に合体してベッドに変形する。この時、走行車１２は、進入位置補正および姿勢補正を行うための収容領域２０の検出ポイントを細かく切り替えながら、スムーズに進入し、固定部１１と走行車１２とを合体させることができる。
【０１２０】
最後に、近接センサ４０が収容領域２０を形成する固定部１１に接触して停止するが、近接センサ４０の先端が固定部１１に触れる程度であり、接触によって固定部１１や走行車１２が受けるダメージは非常に少ない。また、近接センサ４０が収容領域２０に接触する直前に減速を行うことにより、固定部１１、走行車１２へダメージをさらに軽減することが可能である。また、ベッド１０が合体した状態で、操作者（被介護者など）が分離スイッチ４３を押すと、固定部１１と走行車１２は分離した状態へ変形することも可能である。ベッド１０は、合体のみならず分離も行うことができる。
【０１２１】
なお、本実施の形態１では、位置補正および姿勢補正するための目印となる収容領域２０の収容ポイントを取得する手段として、レーザを走査して距離情報と角度情報を取得する座標測定装置３４を用い、検出される極座標データから正角度の最短点、負角度の最短点、正角度の最長点、負角度の最長点を収容ポイントとして求めている。しかし、本発明はこれに限定される訳ではない。例えば、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４に対応する位置に反射材などの目印部材を設けておき、目印部材の近傍を走行車１２に取り付けたカメラにより撮像する。そして、画像解析などにより、走行車１２に対する目印部材の相対座標を取得するものでも良い。具体的には、目印部材に赤外線ＬＥＤ等で赤外光等を照射し、その反射光を赤外線カメラ等で撮影し、最も強く光っている点を第一点Ｐ１、第二点Ｐ２、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４として、画像解析によりその相対座標を特定してもよい。この場合、マーカからの反射光は収容領域２０の四隅であることが判明しているため、凹みが収容領域２０であるか否かの認識は不要となり、進入位置補正、姿勢補正のみが実施される。また、収容領域２０とは、長方形でなくとも台形や、平行四辺形、菱形などであっても基準寸法を事前に記憶させておくことにより本願発明を適用することができる。また、収容ポイントを示すための座標は極座標に限らず、直交座標など任意の座標を用いることができる。
【０１２２】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１と同様のベッド１０であり、走行車１２は固定部１１の収容領域２０へ誘導されて合体する。収容領域識別部３７によって、収容ポイント検出部３６で検出された４点より形成される四角形の４辺が収容領域２０であるか否かの識別が行われる方法は、実施の形態１と同じである。
【０１２３】
しかしながら、走行車１２を誘導して固定部１１の収容領域２０へ進入する方法が異なるので、以下にその詳細を説明する。
図１２は、走行車１２の基台部１８と被検出物２１の上面図である。
【０１２４】
最大測定範囲φｚは、座標測定装置３４測定することができる最大の測定範囲であり、同図に示す最大測定範囲φｚの扇型をした破線は検出エリアを示す。また、適正測定範囲φｔは、最大測定範囲φｚ内に存在し、確実に被検出物の屈曲点を測定することができる範囲である（本実施の形態の場合、適正測定範囲φｔは、最大測定範囲φｚより３０％狭い領域とする。）。
【０１２５】
なお、この適正測定範囲φｔは、移動制御部３３などが走行車１２の移動速度を車体駆動部３１から取得し、走行車１２の移動速度が速い場合は大きく設定し、移動速度が遅い場合は小さく設定してもかまわない。
【０１２６】
また、図１２に示すように、座標測定装置３４の中心線は、最大測定範囲φｚ、適正測定範囲φｔの中心線でもあり、中心線の左側を正角度、右側を負角度とする。
【０１２７】
走行車１２が収容領域２０へスムーズな進入を行うために、走行車１２と収容領域２０との位置関係によって、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更する必要がある。
【０１２８】
そして、本実施の形態２では、適正測定範囲φｔを用いて、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。基準距離Ｌｓを用いて、走行車１２の進入位置補正および姿勢補正の制御則を変更する方法に比べると、座標測定装置３４で測定される角度のみで制御則を変更できるので、基準距離Ｌｓを算出する必要がなくなる。
【０１２９】
適正測定範囲φｔを用いた制御則の変更については、図１３の移動制御部３３のフローチャートを用いて説明する。
【０１３０】
まず、収容ポイント検出部３６で検出された正角度の最短距離の第一仮点Ａの極座標データ（Ｌ１、θ１）と負角度の最短距離の第二仮点Ｂの極座標データ（Ｌ２、θ２）、正角度の最長距離の第三仮点Ｃの極座標データ（Ｌ３、θ３）と負角度の最長距離の第四仮点Ｄの極座標データ（Ｌ４、θ４）を取得する（ステップＳ３１）。
【０１３１】
そして、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの両方が、適正測定範囲φｔ内であるか否かを判別する（ステップＳ３２）。
【０１３２】
ここで、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの両方が適正測定範囲φｔ内であると（｜θ１｜≦φｔ／２、｜θ２｜≦φｔ／２の両方の関係を満たすと）、走行車１２を収容領域２０へ進入させるために、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を基準に走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。
【０１３３】
第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う理由は、座標測定装置３４が第三点Ｐ３、第四点Ｐ４と離れており、座標測定装置３４に近い進入口の側屈曲第一点Ｐ１、Ｐ２のみで進入位置補正と姿勢補正を行った方が、誘導の精度が高いためである（ステップＳ３３）。
【０１３４】
そして、収容領域２０へ向かって移動する（ステップＳ３４）。
【０１３５】
一方、ステップＳ３２で、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの少なくとも一方が適正測定範囲φｔ内でなかった場合は、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの片方が適正測定範囲φｔ内にあり、他方が適正測定範囲φｔ外（｜θ１｜≦φｔ／２、｜θ２｜＞φｔ／２、または、｜θ１｜＞φｔ／２、｜θ２｜≦φｔ／２、である場合）であるか否かを判断する（ステップＳ３５）。
【０１３６】
第一仮点Ａと第二仮点Ｂの片方が適正測定範囲φｔ内にあり、他方が適正測定範囲φｔ外であると、走行車１２を収容領域２０へ進入させるために収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）を基準に走行車１２の進入位置補正および姿勢補正を行う。
【０１３７】
走行車１２を収容領域２０へ進入させるために、収容領域２０の第一点Ｐ１、第二点Ｐ２（第一仮点Ａ、第二仮点Ｂ）、収容領域２０の第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正、および、姿勢補正を行う。
【０１３８】
なお、進入位置補正および姿勢補正には、上記の式（数３）と同様の式を利用する。実施の形態１では、Ｓは基準距離Ｌｓと比例していたが、本実施の形態２では、Ｓは｜θ１｜、｜θ２｜の小さい方の角度と比例する関係である（ステップＳ３６）。
【０１３９】
一方、ステップＳ３２で、第一仮点Ａと第二仮点Ｂの両方が適正測定範囲φｔ外にある場合は、正角度の最長距離の第三仮点Ｃと負角度の最長距離の第四仮点Ｄの両方がφｔ内であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。
【０１４０】
第三仮点Ｃと第四仮点Ｄの両方がφｔ内にあれば、走行車１２を収容領域２０へ進入させるために収容領域２０の第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第二仮点Ｂ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う。
【０１４１】
ちなみに、第三点Ｐ３、第四点Ｐ４（第三仮点Ｃ、第四仮点Ｄ）を用いて進入位置補正および姿勢補正を行う理由は、前側屈曲第一点Ｐ１、Ｐ２が座標測定装置３４の検出エリア外にあるため、確実に測定できる第三点Ｐ３、第四点Ｐ４のみで進入位置補正と姿勢補正を行う（ステップＳ３８）。
【０１４２】
一方、ステップＳ３７で第三仮点Ｃと第四仮点Ｄの少なくとも一方がφｔ外になった場合は、移動制御部３３で行う進入位置補正と姿勢補正を行わずに、走行車１２を収容領域２０方向へ移動させる。
【０１４３】
このように位置補正と姿勢補正とを行わずに直進する理由は、第一点Ｐ１、第二点Ｐ２が座標測定装置３４の検出エリア外にあるためと、走行車１２が収容領域２０にある程度進入しており、すでに収容領域２０と走行車１２の姿勢がほぼ同じであるためである。
【０１４４】
そして、近接センサ４０から発信される位置決め信号を検出したか否かを判断する（ステップＳ３９）。
【０１４５】
ここで、位置決め信号４０を検出するまで、ステップＳ３９の移動動作を行う。そして、図１１に示すように走行車１２の近接センサ４０が収容領域２０の奥面に押されると、位置決め信号を受信して、移動動作が停止される（ステップＳ４０）。
【０１４６】
そして、移動制御部３３は、変形駆動部４１に、変形信号を発信し基礎部１８より上に持ちがっていた座部１６の下方部を下げて、基台部１８に重ねる。そして、ベッド１０に床部１３を設ける（ステップＳ４１）。
【０１４７】
一方、ステップＳ３９で位置きめ信号を検出しなければＳ１１に戻り、再度基準距離ＬＳを取得する。
【０１４８】
この様に走行車１２は、自動誘導で固定部１１の収容領域２０に合体してベッド１０に変形する。この時、走行車１２は、進入位置補正および姿勢補正を行うための収容領域２０の検出ポイントを細かく切り替えながら、スムーズに進入し、固定部１１と走行車１２とをスムーズに合体させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明にかかる走行車は、側壁にぶつけることなく自動誘導により収容領域へ移動することができるので、ベッド等の合体装置に有用である。
【符号の説明】
【０１５０】
１０    ベッド
１１    固定部
１２    走行車
１３    床部
１４ａ    基礎部
１４ｂ    足部
１５    側床部
１６    座部
１７ａ    右肘掛部
１７ｂ    左肘掛部
１８    基台部
１９    操作パネル
２０    収容領域
２１    被検出物
３１    車体駆動部
３２    ジョイスティック
３３    移動制御部
３４    座標測定装置
３５    基準距離検出部
３６    収容ポイント検出部
３７    収容領域識別部
３８    自動誘導開始スイッチ
４０    近接センサ
４１    変形駆動部
４３    分離スイッチ
４４    車輪
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、
前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、
当該走行車と前記収容領域との間の距離を示す基準距離を取得する基準距離検出部と、
当該走行車が前記収容領域に近づく際に、前記基準距離が第一補正距離以上の場合、前記第一点と前記第二点とに基づき当該走行車の移動を制御し、前記基準距離が前記第一補正距離未満の場合、少なくとも前記第三点、および、前記第四点に基づき当該走行車の移動を制御する移動制御部と、
を備える走行車。
【請求項２】
前記移動制御部は、
前記基準距離が前記第一補正距離未満かつ第二補正距離以上の場合、第一点および第二点、第三点、第四点に基づき当該走行車の移動を制御し、前記基準距離が前記第二補正距離未満の場合、第三点および第四点に基づき当該走行車の移動を制御する
請求項１に記載の走行車。
【請求項３】
四角形の領域の一方が進入口となる収容領域に収容される自走式の走行車であって、
当該走行車に取り付けられ、当該走行車の位置を基準とした被検出物の複数箇所の相対座標を測定により取得する座標測定装置を有し、前記座標測定装置の測定結果に基づき前記収容領域の４隅の位置を当該走行車の位置を基準とした相対座標で示す進入口側の第一点、および、第二点と、奥側の第三点、および、第四点とを取得する収容ポイント取得手段と、
前記第一点および前記第二点が前記座標測定装置の測定範囲内であれば、前記第一点および前記第二点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御し、第一点および第二点の少なくとも一方が前記座標測定装置の測定範囲外であれば、少なくとも第三点および第四点に基づき当該走行車の前記収容領域へ近づく際の移動を制御する移動制御部と
を備える走行車。
【請求項４】
前記移動制御部は、
第一点および第二点が前記座標測定装置の最大測定範囲内であって第一点および第二点の少なくとも一方が適正測定範囲外であれば、第一点および第二点、第三点、第四点に基づき当該走行車の移動を制御し、
前記第一点および前記第二点が最大測定範囲外の場合、前記第三点および前記第四点に基づき当該走行車の移動を制御する
請求項３に記載の走行車。
【請求項５】
前記収容ポイント取得手段は、
当該走行車に取り付けられ、当該走行車の位置を基準とした被検出物の複数箇所の相対座標を測定する座標測定装置を備える
請求項１または請求項２に記載の走行車。
【請求項６】
前記収容ポイント取得手段は、
前記座標測定装置から取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第一点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を前記第二点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三点とし、前記取得した相対座標の中から前記第一点と前記第二点の挟角内であって負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四点とする収容ポイント検知部を備える
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の走行車。
【請求項７】
前記収容ポイント取得手段は、
前記取得した相対座標の中から正角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第一仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲において最短距離となる角度およびその距離を第二仮点とし、前記取得した相対座標の中から正角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第三仮点とし、前記取得した相対座標の中から負角度の範囲内において最長距離となる角度およびその距離を第四仮点とする収容ポイント検出部と、
前記第一仮点と前第二仮点との距離、および、前第二仮点と前記第三仮点との距離、前記第三仮点と第四仮点との距離、前記第一仮点と第四仮点との距離の少なくとも一つと、予め記憶された収容領域の基準寸法とを比較し、合致した場合には前記第一仮点を前記第一点とし、前第二仮点を前記第二点とし、前記第三仮点を前記第三点とし、前記第四仮点を前記第四点とする収容領域識別部とを備える
請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の走行車。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の走行車と、
前記走行車を収容する四角形の領域の一方が進入口となる収容領域を有する固定部と
を備えるベッド。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2011013377.tif 000031
【図１２】
2011013377.tif 000032
【図１３】
2011013377.tif 000033
【図１４】
2011013377.tif 000034
【国際調査報告】
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2011013377.tif 000036
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